专利名称：录像磁带快速复制的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁带的快速复制系统，特别是录像带的快速复制的方法和系统。
在采用螺旋扫描方式的录像机中，由于视频磁头与磁带之间的相对运动的关系比较复杂，比如，在采用螺旋扫描方式的录像机中，磁带以规定的标准速度走带、视频磁头以规定的标准速度旋转，磁头的旋转方向与磁带的走带方向有一个很小的夹角，在记录状态时，由于旋转的视频磁头与运行的磁带不断接触而使磁带磁化，在磁带上的记录信号形成了一条条的视频磁迹，这些视频磁迹与其它(如音频)磁迹在一起构成了磁带上的磁化图形，在技术上被称为“磁迹位形图”。磁迹位形图是录相机的一个重要指标，因此在各种录像机格式标准中，均详细规定了磁迹位形图的形状与尺寸。显然，为了保证录像机节目磁带的互换性，在快速复制节目带时，首先必须要保证其复制的磁迹位形图符合标准规定，与正常记录时完全一致。所以直到目前为止还没有简单的快速复制技术。一般只能以标准速度复制节目磁带。因此，复制磁带时所需时间较长，所用设备也较多，另外效率也不高。在经济上就造成浪费。
本发明的目的是为克服上述的缺点，而提供一种磁带快速复制的方法和系统。
本发明的基本考虑是按整数倍提高磁头鼓的旋转速度VD，所提高的倍数与磁带走带速度提高的倍数相同，以保持相对运动的关系不变，因此就能保持正确的视频磁迹位形图。
本发明是通过下述方案来实现的
按整数倍提高磁带走带速度Vt，以达到快速复制磁带的目的。采用改变主导轴伺服电路中的比较信号(FG/与PG信号)与基准信号的频率比的方法，使磁带走带速度提高到标准走带速度的n倍，因此，可相应地使复制时间缩短到原来的1/n。
在改变主导伺服电路中的比较信号(PG与FG)和基准信号的频率锁定比例的同时，改变磁鼓伺服电路中比较信号(PG与FG)和基准信号的频率锁定比例，使走带速度和磁鼓旋转速度保持同步提高n倍。
视频和音频信号、调制后的离带信号的频率以及频率范围相应提高n倍。
采用“离带”至“离带信号的方法。
其中的整数倍为2、3、4……n的正整数。
本发明的系统包括主导伺服电路、磁鼓伺服电路、视音频电路。
主导伺服电路包括PG比较脉冲形成部分、主导FG信号形成部分，复制同步脉冲形成部分。
磁鼓伺服电路包括磁鼓PG/FG信号分离部分、PG比较脉冲形成部分;磁头切换脉冲形成部分。
视频电路包括离带信号放大、输出部分、视频输出以及离带信号记录部分。
下面作一简单计算与说明在发明中，为了便于制造和生产，快速复制时采用的录像机械机芯与标准录放时间采用的录像机械机芯是同一种机芯，所以在快速复制与标准录放两种状态时，其静止机械参数完全相同，即视频磁迹的静止有效长度，静止角度均完全相同。
(1)视频磁迹的静止有效长度LO是对应一场信号的磁迹长度，它等于磁头鼓圆周长的1/2。
LO＝ (π)/2 ·D其中D是磁头鼓直径。
(2)视频磁迹的静止角度θO是磁头鼓上的螺旋角。
(3)有效视频区宽度W是视频磁迹在磁带宽度方面占有的范围。
W＝ (π)/2 ·D·sinθO(4)每场信号期间磁带走带的距离aA)在标准录放状态时a＝Vt/fv＝Vt/2VR其中Vt是磁带标准走带速度。
fv是场频频率VR是磁鼓标准旋转频率B)在快速复制状态时，在提高n倍情况下。
磁带走带速度Vtn＝n·Vt磁鼓旋转频率VRn＝nVR∴θ＝Vtn/2VRn＝nVt/2nVR＝Vt/2VR与标准录放状态时相同。
(5)视频磁迹记录角度θθ＝Aretg(W/ (π)/2 ·DcosθO±a)(6)视频磁迹有效长度LL=W2+(π2·Dcosθ0±a)2]]>根据以上计算，可以看出，由于磁头鼓旋转速度与磁带走带速度同步提高整数倍，所以在快速复制状态时，其相应于每场期间磁带走带距离a相同，因此可以使不同工作状态时，视频磁迹的位形图完全一致。
按照上述方法进行实际的实验，结果也证时计算结果完全正确。
视频电路，在快速复制状态时，视频电路中的LPF、BPF、HPF，有关电路等的频率和响应都相应提高n倍。
下面作一简要说明与计算(1)记录速度VH在磁带走带速度Vt与磁鼓旋转频率VR同步提高n倍后，快速复制状态时，记录速度VHn也相应提高n倍。
VHn＝nVH(2)记录波长λ由于磁迹图相同，所以说视频信号记录波长λ保持不变。
(3)视频信号频率fv标准录放状态时fv＝VH/λ快速复制状态时fvn＝n·VH/λ＝n·VH/λ＝nfv音频电路，快速复制状态时，音频电路中的LPF、BPF的有关电路等的频率和响应都相应提高n倍。
下面结合附图来进一步说明本发明
图1是本发明的主导伺服电路的方框图。
图2是本发明的磁鼓伺服电路的方框图。
图3是本发明的视频电路方框图。
图4是磁带上的磁迹位形图。
在VHS录像机中实现2倍速复制功能，因此对录像机的主导伺服电路、磁鼓伺服电路、视频信号电路、音频信号电路都要进行相应的改变。
下面分别进行说明在图1的主导伺服电路中。在实际工作时，有两种工作状态，即2倍放像状态，作为放像的“放机”就工作在这种状态;2倍记录状态，作为记录用的“录机”就工作在这种状态;两种状态用开关进行切换控制。下面分别介绍两种工作状态。
A)“放机”(2倍)放像时，控制磁头1从磁带上拾取出控制脉冲信号，此脉冲信号经录放开关K3送到放大整形器2经放大整形后通过开关K1切换到除法电路(÷2)3，使控制脉冲的重复频率降低一倍后，经开关K1进入PG比较脉冲形成电路4后，形成PG比较脉冲，再经过开关K3进入相位比较检测电路5进行相位比较。与此同时，主导电机产生的FG信号经过缓冲放大器6放大后，通过开关K2切换到除法电路(÷2)7，使FG信号频率降低一倍后经开关(K2)送入到分频整形电路8之后再送到速度比较检测电路9进行速度比较，并将速度误差电压输出到误差电压检测电路14。另外还将信号送到相位比较检测电路5。由于基准信号频率不变，所以只有在走带速度提高一倍后，才能使控制脉冲与FG信号恢复到原来的频率，并通过相位比较检测及速度比较检测后进入伺服锁定状态。因此，这时的走带速度从23.39mm/S提高到46.78mm/S，即速度提高了一倍。
B.“录机”(2倍记录)时，记录状态的伺服基准信号由晶振信号变为输入的复制同步脉冲，该信号输入到同步分离电路10，经分离后分为两路输出。其中一路通过K4开关切换到除法电路(÷)12，再经过开关K4送到分频整形电路13，经整形后，通过PG基准信号形成17。送到相位比较电路5，与FG信号比较后产生相位误差电压。该“相位误差电压”送到误差电压检测电路14，并与送到误差电压检测电路14的“速度误差电压”进行比较，产生误差检测电压，并控制主导电机进入伺服锁定状态。
在图1主导伺服电路中，晶振电路15的频率与分频整形电路16的分频数有关，两者配合使16的输出信号频率为场频或帧频即可。图1中的PG基准信号形成电路17、PG比较脉冲形成电路4、相位比较检测电路5三者共同组成相位检测电路，这个电路可以采用模拟技术的取样保持方法实现，也可以采用数字技术的脉冲调宽方法实现。
A.在图2的磁鼓伺服电路中，放像机放像(2倍放像)时，表示视频磁头旋转速度与相位的PG/FG信号输入到缓冲放大器18经放大后，经切换开关K5送到除法电路19(÷2)使PG/FG信号的频率降低一倍，该信号经过PG/FG分离电路20分离后，分离出的PG信号分两路输出，其中一路送入磁头切换脉冲形成电路21，产生磁头切换脉冲并送入磁头放大器29;另一路的PG信号送入PG比较信号形成电路22，产生的PG比较信号送入鼓相位比较电路23。在鼓相位比较电路23中与晶振基准信号(未示出)进行比较后产生相位误差电压信号，并送到误差电压检测电路24。同时由PG/FG分离电路20分离出的FG信号经过缓冲放大器25放大后，送入分频电路26，分频后的信号送入鼓速度比较电路27产生速度误差电压信号。并送入误差电压检测电路24，在该电路中由上述两个误差电压信号共同再产生一个总的误差检测电压去控制鼓电机的速度与相位，使磁鼓组进入伺服锁定状态。由于基准信号不变，而PG/FG信号被除2(÷2)，所以只有在磁鼓旋转速度增加一倍后才能锁定，锁定后磁鼓的转速为3000转/分。
B.记录状态(2倍记录)时;
基本工作过程与放像状态相同，但在此时，基准信号是由晶振信号变为输入的同步脉冲。
在图3的视频系统中，视频系统在2倍复制状态时，采用“离带”至“离带”信号复制方法。在VHS录像机中，视频信号是经过“亮度调频/色度降频”处理后再记录到磁带上的，复制过程是由“放机”对“亮度调频/色度降频”信号(正式称为离带信号)进行解调变换为视频信号送到“录机”，在“录机”中进行调制后再记录到磁带上。为了提高图像复制质量和简化电路、降低成本。在2倍复制系统中将“放机”重放的离带信号经过缓冲放大后直接送入“录机”记录到磁带上，从而减少了调制解调电路以及因此而带来的指标损失。但是在“离带”至“离带”信号的复制过程中。“放机”还必须产生相应的同步脉冲，它与“离带”信号同时送入“录机”，在“录机”中，“离带”信号波记录在视频磁迹上，同步脉冲一方面被记录在控制磁迹上，另一方面作为伺服基准信号。
在图3的视频电路中A.放像状态(2倍放像)时;
从视频磁头拾取的信号经赤前置放大器29和离带信号放大器30，缓冲放大后分为两路输出。其中一路送到输出端输出2倍复制用的离带信号;另一路经过高通过缓冲限幅放大器31送到鉴频器32处理，解调为视频信号及同步脉冲，再通过低通缓冲去加重放大器33，再经过输出电路34输出。
B.记录状态(2倍记录)时;
记录时有2个输入信号。2倍复制离带信号输入到离带信号缓冲放大器35放大后，送入到记录放大器36，放大后的信号通过视频磁头记录到磁带上。
另外，2倍复制同步信号送入主导伺服电路，产生基准信号和控制脉冲。
在音频系统中的基本通道与正常复制时相同，但由于是2倍速度复制，所以重放均衡网络、记录均衡网络、放大器等的频率范围均从60～10KHZ提高到60～20KHZ。
在图4中，表示螺旋扫描录像机记录时的视频磁迹的磁迹位形图，主要由视频磁迹的有效长度L，视频磁迹的记录角度θ，视频信号区的有效宽度W来确定，通过计算和实验可以证明，采用本发明中同步提高磁鼓旋转速度和磁带走带速度进行快速复制，所记录的磁迹位形图完全符合标准。
本发明的快速复制磁带方法适用的范围所括现在广泛应用的VHS格式;Umafic格式、MⅡ格式、BETACAMSP格式等录像机以及采用螺旋扫描方式的数字化录像机等。
本发明的快速复制磁带方法，能保持正确的磁迹位形图;与正常标准速度记录时的磁迹位形图完全一致。
本发明采用同一个机械机芯实现快速复制功能和标准速度录放功能，因此可以通过开关切换、方便地实现快速复制功能和标准速度录放功能的转换。在图1、图2、图3的实施例中，K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7即是为实现上述2种功能转换的开关。
本发明的实施例是以2倍于标准速度进行快速复制的例子。但在本专业技术领域中的技术人员可以理解，并可以作各种变化都是可能的，但本发明不受此限制，本发明是由权利要求来确定保护范围。
权利要求
1.一种快速复制磁带的方法，其特征在于将磁带的走带速度与磁鼓旋转速度同步提高n整数倍，因而使录像磁带的复制时间减少1/n倍。
2.根据权利要求1的快速复制磁带的方法，其特征在于包括以下内容改变主导伺服电路中的比较信号(PG和FG)和基准信号的频率锁定比例;改变磁鼓伺服电路中的比较信号(PG与FG)和基准信号的频率锁定比例;使走带速度和磁鼓旋转速度保持同步提高n倍。
3.要据权利要求1的快速复制磁带的方法，其特征在于视频和音频信号，调制后的离带信号的频率以及频率范围相应提高n倍。
4.根据权利要求1的快速复制磁带的方法，其特征在于采用“离带”至“离带”信号的复制方法。
5.根据权利要求1的快速复制磁带的方法，其特征在于所说的n为2、3……n的正整数。
6.根据权利要求1、2、3、4、5的快速复制磁带的方法，其特征在于能够通过开关切换，方便地实现在同一设备中具有快速复制功能和标准速度录放功能。
7.一种快速复制磁带的系统;由主导伺服电路，磁鼓伺服电路和视音频电路组成，其特征在于所说的主导伺服电路包括PG比较脉冲形成部分、主导FG信号形成部分、复制同步脉冲形成部分，所说的磁鼓伺服电路包括磁鼓PG/FG信号分离部分;PG比较脉冲形成部分;磁头切换脉冲形成部分。所说的视频电路包括离带信号放大、输出部分、视频输出以及离带信号记录部分。
8.根据权利要求7的快速复制磁带的系统，其特征在于PG比较脉冲形成部分包括磁头信号放大器连接到除法电路接到PG比较脉冲形成电路和相位比较检测电路;误差电压检测电路;主导FG信号形成部分包括缓冲放大器连接到除法电路接到分频整形电路以及速度比较检测电路。复制同步脉冲形成部分包括同步分离电路连接到除法电路接到分频整形电路，再接到相位比较检测电路。
9.根据权利要求7的快速复制磁带的系统，其特征在于所说磁鼓PG/FG信号分离部分包括磁鼓信号缓冲放大器连接到除法电路接到PG/FG分离电路再接到PG/比较信号形成电路以及鼓相位比较电路、误差电压检测电路;磁头切换电路;
10.根据权利要求7的快速复制磁带的系统，其特征在于离带信号放大、输出、视频输出、离带信号记录部分包括磁头前置放大器接到离带信号放大输出电路;高通缓冲、限幅放大器接到鉴频器;低通缓冲去加重放大器接到输出路;离带信号缓冲放大器接到磁头记录放大器。
全文摘要
本发明涉及一种磁带快速复制的方法和设备。将磁带的走带速度与磁鼓旋转速度同步提高n倍，从而使复制时间可减少1/n倍。采用改变主导伺服电路和磁鼓伺服电路中的比较信号和基准信号频率锁定比例，使走带的磁鼓旋转速度保持同步提高。本发明的设备包括主导伺服电路、磁鼓伺服电路、视频电路。本发明的快速磁带方法适用于各种采用螺旋扫描方式的录像机。能够使快速复制磁带与正常标准速度记录时的磁迹位形图完全一致。本发明具有电路少，复制时间短、投资小、图象质量高以及原有复制设备可兼容的优点。
文档编号G11B5/86GK1085376SQ9310997
公开日1994年4月13日 申请日期1993年8月23日 优先权日1993年8月23日
发明者武世鹏 申请人:北京电视设备厂